• Biomolecules & Therapeutics
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• 제20권2호
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• pp.158-164
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• 2012

Inhibiting the bioactivities of circulating endothelial progenitor cells (EPCs) results in significant inhibition of neovessel formation during tumor angiogenesis. To investigate the potential effect of phloroglucinol as an EPC inhibitor, we performed several in vitro functional assays using $CD34^+$ cells isolated from human umbilical cord blood (HUCB). Although a high treatment dose of phloroglucinol did not show any cell toxicity, it specifically induced the cell death of EPCs under serum free conditions through apoptosis. In the EPC colony-forming assay (EPC-CFA), we observed a significant decreased in the small EPC-CFUs for the phloroglucinol group, implying that phloroglucinol inhibited the early stage of EPC commitment. In addition, in the in vitro expansion assay using $CD34^+$ cells, treatment with phloroglucinol was shown to inhibit endothelial lineage commitment, as demonstrated by the decrease in endothelial surface markers of EPCs including $CD34^+$, $CD34^+/CD133^+$, $CD34^+/CD31^+$ and $CD34^+/CXCR4^+$. This is the first report to demonstrate that phloroglucinol can inhibit the functional bioactivities of EPCs, indicating that phloroglucinol may be used as an EPC inhibitor in the development of biosafe anti-tumor drugs that target tumor angiogenesis.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.87-95
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• 2008

만능성 인간 배아줄기세포로부터 확립된 신경줄기세포 또는 신경전구세포는 퇴행성 신경질환 세포치료제로 이용될 수 있는 다양한 종류의 신경세포로 분화 유도될 수 있다. 하지만, 인간 배아줄기세포로부터 신경세포를 생산하기 위한 기술은 아직 많은 장애를 가지고 있다. 인간 배아줄기세포 유래 신경전구세포에서 특징적으로 나타나는 신경관 유사로제트에 대한 이해는 인간 배아줄기세포 신경 분화의 효율을 높이는데 유용한 정보를 제공할 것으로 사료된다. 일반적으로 신경로제트(neural rosette)는 분화 중인 배아체를 부착 배양함으로써 유도하지만, 이 방법은 시간이 걸리고 복잡하다는 단점이 있다. 본 연구에서는 신경로제트가 부착배양을 하지 않고 부유배양으로 형성될 수 있는지 조사하였다. 우선적으로, 배아체 형성 및 신경분화에 인간 배아줄기세포 클럼프(clump) 크기가 영향을 주는지를 조사하였고, 사방 $500\;{\mu}m$ 크기의 인간 배아줄기세포 클럼프가 신경 분화 유도에 가장 효과적임을 확인하였다. 로제트 형성을 유도하기 위해, 사방 $500\;{\mu}m$ 크기의 인간 배아줄기세포 클럼프를 1주일 동안 EB 배양배지에 부유 배양함으로써 균일한 크기의 배아체를 얻은 후, NES 배양 배지에서 부가적으로 $1{\sim}2$주 동안 계속 부유 배양한 결과, $7{\sim}10$일 사이에 신경관 유사 로제트가 형성됨을 확인하였다. 로제트 형성 세포의 신경전구세포로서 특성은 RT-PCR과 면역형광염색법을 이용한 신경전구세포 특이적 마커(vimentivi, nestin, MSI1, MSI2, Sox1, Tuj1) 발현을 통해 확인하였다. 또한, 성장인자를 제외한 NES 배양 배지에서 신경로제트를 $2{\sim}6$주 동안 지속적으로 배양하면 성숙 신경세포로의 말단 분화가 유도됨을 확인하였다. 신경세포 특이적 마커(Tuj1, MAP2, GABA)와 신경아교 특이적 마커($S100{\beta}$, GFAP)는 $2{\sim}3$주 또는 4주 후에 각각 발현이 유도됨을 확인하였고, 희소 돌기아교 특이적 마커(O1과 CNPase)는 $5{\sim}6$주 후에 발현이 증가함을 확인하였다. 본 연구결과는 신경로제트가 부유 배양시스템에서 성공적으로 형성됨을 보여주고 있으며, 이는 인간 배아줄기세포의 신경 분화를 이해하고, 신경전구세포 유도 과정을 단순화하는데 효과적으로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 대한수의학회지
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• 제53권1호
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• pp.37-42
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• 2013

Mesenchymal stem cells (MSCs) have ability to differentiate into multi-lineage cells, which confer a great promise for regenerative medicine to the cells. The aim of this study was to establish a method for isolation and characterization of adipose tissue-derived MSC (pAD-MSC) and bone marrow-derived MSC (pBM-MSC) in pigs. Isolated cells from all tissues were positive for CD29, CD44, CD90 and CD105, but negative for hematopoietic stem cell associated markers, CD45. In addition, the cells expressed the transcription factors, such as Oct4, Sox2, and Nanog by RT-PCR. pAD-MSC and pBM-MSC at early passage successfully differentiated into chondrocytes, osteocytes and adipocytes. Collectively, pig AD-MSC and BM-MSC with multipotency were optimized in our study.

• Journal of Veterinary Science
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• 제22권4호
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• pp.54.1-54.13
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• 2021

Background: Hypoxia causes oxidative stress and affects cardiovascular function and the programming of cardiovascular disease. Melatonin promotes antioxidant enzymes such as superoxide dismutase, glutathione reductase, glutathione peroxidase, and catalase. Objectives: This study aims to investigate the correlation between melatonin and hypoxia induction in cardiomyocytes differentiation. Methods: Mouse embryonic stem cells (mESCs) were induced to myocardial differentiation. To demonstrate the influence of melatonin under hypoxia, mESC was pretreated with melatonin and then cultured in hypoxic condition. The cardiac beating ratio of the mESC-derived cardiomyocytes, mRNA and protein expression levels were investigated. Results: Under hypoxic condition, the mRNA expression of cardiac-lineage markers (Brachyury, Tbx20, and cTn1) and melatonin receptor (Mtnr1a) was reduced. The mRNA expression of cTn1 and the beating ratio of mESCs increased when melatonin was treated simultaneously with hypoxia, compared to when only exposed to hypoxia. Hypoxia-inducible factor (HIF)-1α protein decreased with melatonin treatment under hypoxia, and Mtnr1a mRNA expression increased. When the cells were exposed to hypoxia with melatonin treatment, the protein expressions of phospho-extracellular signal-related kinase (p-ERK) and Bcl-2-associated X proteins (Bax) decreased, however, the levels of phospho-protein kinase B (p-Akt), phosphatidylinositol 3-kinase (PI3K), B-cell lymphoma 2 (Bcl-2) proteins, and antioxidant enzymes including Cu/Zn-SOD, Mn-SOD, and catalase were increased. Competitive melatonin receptor antagonist luzindole blocked the melatonin-induced effects. Conclusions: This study demonstrates that hypoxia inhibits cardiomyocytes differentiation and melatonin partially mitigates the adverse effect of hypoxia in myocardial differentiation by regulating apoptosis and oxidative stress through the p-AKT and PI3K pathway.

• 대한족부족관절학회지
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• 제18권3호
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• pp.100-107
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• 2014

Purpose: The purpose of this study is to evaluate the efficacy of mesenchymal stem cell (MSC) isolation by the magnetic-activated cell sorting (MACS) method in tendon tissue-derived cells compared to the colony picking method for isolation of MSCs by picking colony-forming cells. Materials and Methods: Human tendon-derived cells were isolated by enzyme digestion using normal tendon tissues from three donors. We used the magnetic kit and well-known MSC markers (CD90 or CD105) to isolate MSCs in tendon-derived cells using MACS. Cloning cylinders were used to isolate colony-forming cells having MSC characteristics in tendon-derived cells. Colony-forming unit-fibroblast (CFU-F) assay was used to evaluate the self-renewal capacity of cells isolated using the colony picking method or MACS. For comparison of differentiation potentials into osteogenic or adipogenic lineage between two groups, alizarin red S and oil red O staining were performed at 14 days after induction of differentiation in vitro. Results: Flow cytometry results showed that early passage tendon-derived cells expressed CD44 in 99.13%, CD90 in 56.51%, and CD105 in 86.19%. In the CFU-F assay, CD90+ or CD105+ cells isolated with MACS showed larger colony formation in size than cells isolated using the colony picking method. We also observed that CD90+ or CD105+ cells were constantly differentiated into both osteogenic and adipogenic lineages in cells from all donors, whereas cells isolated using the colony picking method were heterogeneous in differentiation potentials to the osteogenic and adipogenic lineages. Conclusion: CD90+ or CD105+ cells isolated using MACS showed superior MSC characteristics in the self-renewal and multi-differentiation capacities compared with cells isolated using the colony picking method.

• Maxillofacial Plastic and Reconstructive Surgery
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• 제27권1호
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• pp.1-8
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• 2005

This study was aimed to characterize osteogenic potential of rat bone marrow stromal cells (BMSC) isolated with standard flushing method and investigate the plasticity of transdifferentiation between osteoblastic and adipocytic lineage of cultured BMSC. Unlike aspiration method in human, rat bone marrow was extracted by means of irrigation with culture media that elevates the possibility of co-extraction of committed osteoprogenitor, or preosteoblast or other progenitor cells of several types present inside bone marrow. The cultured stromal cells showed high ALP activity which is representative marker of osteoblast without any treatment. Osteogenic inducers such as Dex and BMP-2 were examined for the evaluation of their effect on osteogenic and adipocytic differentiation of stromal cells, because they function as osteoinductive agent in stromal cells, but simultaneously induce adipogenic differentiation. Osteogenic differentiation was evaluated by measuring alkaline phosphatase activity or mRNA expression of osteoblast markers such as osteopontin, bone sialoprotein, collagen type I and CbfaI, and in vitro matrix mineralization by von Kossa staining. Oil red staining method was used to detect adipocyte and adipocytic marker, aP2 and $PPAR{\gamma}2$ expression was examined using RT-PCR. It can be supposed that irrigation procedure resulted in high portion of already differentiation-committed osteoprogenitor cell showing elevated ALP activity and strong mineralization only under the supplement of $100{\mu}M$ ascorbic 2-phosphate and 10mM ${\beta}$-glycerophosphate without any treatment of osteogenic inducers such as Dex and BMP-2. Dex and BMP-2 seemed to transdifferentiate osteoprogenitor cells having high ALP activity into adipocytes temporarily, but continuous treatment redifferentiated into osteoblast and developed in vitro matrix mineralization. This property must be considered either in tissue engineering for bone regeneration, or in research of characterization of osteogenic differentiation, with rat BMSC isolated by the standard irrigation method.

• 한국발생생물학회지:발생과생식
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• 제12권1호
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• pp.1-8
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• 2008

배아줄기세포는 다양한 분화 유도 방법을 통해 신경계세포로 분화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 보다 더 엄격한 선발조건을 적용함으로써 특정 종류의 신경세포만을 확보할 수도 있게 되었다. 세포사멸연구를 포함한 신경생리학적 연구의 대상으로써 중요한 요건은 이렇게 확보한 배아줄기세포 유래의 신경계세포들이 정상적인 신경생리학적 특성을 갖고 있어야 하며, 동시에 그런 신경생리학적 특성이 체외에서 일정기간 동안 이상 자연적인 세포사멸없이 유지되어야 한다는 것이다. 생쥐 배아줄기세포를 retinoic acid로 처리한 후, astrocytes monolayer 위에서 신경계세포로 분화시키면 장기간 생존이 가능한 다수의 신경계세포를 손쉽게 확보할 수 있을 뿐만 아니라, 면역세포화학적 방법을 통해 신경세포의 생사를 개별세포 수준에서 추적할 수 있다. 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 glutamate agonist들에 대해 수용체 특이적 흥분성 신경독성 반응을 보이며, 이 반응은 신경계세포로의 분화가 진행될수록 더욱 뚜렷해지는 양상을 보인다. 신경계세포의 발생분화, 생존에 관여하는 Neurotrophin, GDNF 계열의 신경계 작용 성장인자들의 수용체가 배아줄기세포 유래의 신경계세포에서 발현되고 있으며, 이들에 의해 신경계세포로의 분화과정에서 세포의 생존능 및 신경독성처리에 대한 세포사멸반응이 조절될 수도 있다. 따라서 배아줄기세포 유래의 신경계세포는 신경세포의 생존과 사멸, 그리고 세포손상으로부터의 보호와 같은 신경약리학적 연구를 위한 중요한 특성을 나타내고 있기에 관련 연구를 위한 새로운 연구시스템이 될 수 있는 것이다. 특히 일반적인 신경세포는 유전적 변형이 어려워 다양한 신경약리학적 연구에 많은 제약을 받아 왔으나, 이제 유전자 변형 배아줄기세포로부터 얻은 신경세포를 활용하여 연구할 수 있게 됨으로써, 보다 복합적인 신경약리학적 기초연구도 가능하게 되었다. 특히 최근 인간 배아줄기세포 유래 신경계세포도 유사한 신경독성 반응을 보이고 있음이 확인됨으로써(Schrattenholz & Klemm, 2007), 이제 배아줄기세포는 신경약리학적 기초 연구만이 아닌, 나아가 대량의 약물 스크리닝과 같은 제약산업에도 활용될 수 있는 가능성을 제시하고 있다.

• Clinical and Experimental Pediatrics
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• 제52권9호
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• pp.1015-1020
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• 2009

목 적 : 알레르기 환자와 정상인에서 형질세포양 수지상세포의 분포, TLR9 mRNA 양과 $IFN-{\alpha}$의 분비능에 차이가 있는지 알아보고자 하였다. 방 법 : 19명의 알레르기 환자와 17명의 건강한 성인을 대상으로 하였다. 말초혈액단핵세포를 채취하여 Lineage Cocktail(CD3, CD14, CD16, CD19, CD20, CD56)음성, HLA-DR 양성이면서 CD123양성을 유세포 분석기로 분석하였다. 말초혈액단핵세포에 TLR9 작용제(agonists)인 CpG-ODN 2216과 음성 대조를 위해 CpG-ODN 2206으로 자극하고 24시간 후 상청액을 추출하여 $IFN-{\alpha}$의 농도를 측정하였다. 또한 real time RT-PCR을 이용하여 TLR9 mRNA 정량분석을 시행하였다. 결 과 : 말초혈액단핵세포에서 형질세포양 수지상세포의 분포는 알레르기 환자가 평균 $0.1{\pm}0.04%$, 대조군이 평균 $0.25{\pm}0.23%$이었다. TLR9 mRNA 상대적인 양을 나타내는 ${\Delta}{\Delta}Ct$는 알레르기 환자에서 $1.29{\pm}0.41$이었고 대조군은 $1.25{\pm}0.23$이었다. TLR9 리간드인 CpG-ODN 2216 자극에 따른 $IFN-{\alpha}$의 분비능은 알레르기 환자에서 $911{\pm}829pg/mL$ 이었고 대조군에서 $1,095{\pm}888pg/mL$ 이었다. 이 세 결과에서 통계적인 차이는 없었다. 결 론 : TLR9을 통한 신호전달이 알레르기 환자의 면역반응을 대표하지는 않는 것으로 보이며, 향후 더 자세한 TLR9의 역할에 대한 연구가 필요하다.

• IMMUNE NETWORK
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• 제1권1호
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• pp.87-94
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• 2001

목적 : 제대혈의 조혈모세포 체외확장 시 조혈세포 증폭과 더불어 조혈미세환경의 변화가 일어난다. 이때 제대혈 $CD34^+$ 세포에서 유래되는 지지세포의 계열 분석조혈성장인자 분비능력을 알아보고 지지세포 증식 조건을 확립하여 효과적인 제대혈의 체외증폭을 제시하고자 하였다. 방법 : 제대혈부터 $CD34^+$ 세포를 분리하여 실험에 사용하였다. 무혈청배지에서 각종 조혈성장인자를 다양한 조합으로 첨가하여 배양하였고 증식정도는 현미경으로 관찰하여 배양용기를 점유한 면적 비율로 계산하였다. 세포외간질 단백의 효과를 분석하기 위하여 collagen S, fibronectin, laminin 및 poly-L-ly sine를 미리 coating한 용기에 배양하여 분석하였다. 제대혈 $CD34^+$ 세포를 조혈성장인자의 첨가 없이 3주간 액체배양하였다. 배양 시, 1주, 2주 및 3주에 상층액을 얻어 $-80^{\circ}C$에 보관하였다가 한꺼번에 IL-3, IL-6, GM-CSF, IL-$1{\beta}$ 및 TNF-$\alpha$등을 ELISA 방법으로 내부적으로 분비되는 량을 측정하였다. 분화된 지지세포의 계열을 분석하기 위해 E-selectin, VCAM-1, ICAM-1, PECAM-1, vWF, vimentin 및 CD 14 항체를 이용하여 면역화학염색 후 형광현미경으로 관찰하였다. 결과 : 제대혈 $CD34^+$ 세포 체외증폭시키는 과정에서 배양 4일에 지지세포가 출현하기 시작하여 7-10일이 지나면서 증식하기 시작하였고 14-2 1일 경에 서로 뭉치는 양상을 보여주었다. 제대혈 $CD34^+$ 세포 배양하면서 내부적으로 분비되는 GM-CSF, IL-6의 측정치는 시간이 지남에 따라 증가되었다. 제대혈 $CD34^+$ 세포 체외확장 시 지지세포의 증식 정도는 TPO+FL+SCF+LIF의 조합의 조혈성장인자가 첨가되었을 때 그리고 세포외간질 단백 성분 중 1% poly-L-lysine으로 처리한 경우 가장 효과적이었다. 결론 : 체외 증폭시 제대혈 $CD34^+$ 세포로부터 지지세포가 나타났으며 적절한 조혈성장인자의 첨가나 세포외간질 단백의 첨가에 의해 증폭될 수 있다.